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    车用真空泵

    发布时间:2018-07-17 21:33:46 来源:admin
    为了提高汽车制动性能,降低驾驶员的劳动强度,汽车应该提供足够的真空源以辅助制动系统产生更大的制动力。
     
    对于传统的装载汽油发动机的车辆,其进气歧管可以产生较高的真空负压,但与节气门的开度有关系。当节气门开度较小时,进气歧管内的真空效应强烈,能够为真空助力器提供较大的真空度;当节气门开度较大时,进气歧管内产生较弱的真空效应,真空度较低,不能提供足够的真空能源。此外,当汽车在海拔较高的地区行驶时,由于高原大气压比较低,造成真空助力器中的真空度较低。当汽车在城市道路中行驶时,由于制动频繁使进气歧管不能及时的补偿助力器中的真空度,使真空助力器不能提供足够的辅助动力。从上述种种处境来看,传统的汽油车辆有必要安装真空泵来为真空助力器提供足够安全可靠的真空。
     
    对于为了满足较高的排放环保要求而设计的汽油直喷发动机、汽油涡轮增压发动机、柴油机以及应用了启停技术节约能源的发动机,进气歧管给真空助力制动系统提供的真空度不能满足要求,因此需要额外的机构来提供的真空。另外,对于混合动力汽车,发动机不能全时段工作,真空源也无法全时段提供;而纯电动汽车用电机取代发动机提供动力,没有发动机就不需要进气歧管,更没有可供助力器使用的真空源。因此,为保证制动系统能提供良好的制动效能,保障行车安全,现代汽车有必要加装真空泵来提供真空源。
     
    真空泵包括往复泵、旋片泵、膜片泵、水环泵、滑阀泵、罗茨泵和扩散泵等多种结构形式,且目前关于真空泵的研究大都局限于抽水泵、分子泵、涡轮和罗茨真空泵等。应用于汽车真空助力伺服制动系统的真空泵,要求其具有响应快速,NVH性能优越,耐高低温,结构紧凑便于布置,安装维修方便等特点,同时还能在冬季低温、高原气压低和海边高盐等恶劣环境下正常工作。因此,仅有部分结构形式的真空泵被应用于汽车的制动助力真空系统中。常用的车用真空泵依据结构形式上的不同,可分为三种:往复活塞式、旋片式、膜片式。
     
    往复活塞式真空泵包括两组平行对置的活塞、工作腔、进排气阀组件。驱动轴连接一个曲柄连杆机构,由发动机凸轮轴或者电机直接驱动。曲柄连杆机构在驱动轴的扭矩作用下驱动活塞作往复运动?;钊耐丛硕鸸ぷ髑坏娜莼浠?,随之变化的气压使进排气阀门时而打开时而关闭,从而产生进气和排气效果。往复活塞式真空泵的结构是仿照发动机开发研制的,其研发成本相对较低。但活塞与缸体之间采用间隙配合,并通过活塞环密封,活塞环与缸体有相对滑动,摩擦较小,温度升高速率、制造成本、噪音和连续工作时长等常规性能较均衡。性能均衡的特定使往复活塞式真空泵即可以作为辅助真空源,也可以当作独立真空源。
     
    旋片式真空泵的旋片数量可以是单片或者多片,旋片放置于偏心转子的槽内,偏心转子由发动机凸轮轴或者电机带动旋转。旋片将缸体工作腔分为多个子工作腔,在偏心转子旋转过程中,由旋片和缸体内壁形成的子工作腔的容积不断变化,从而产生进气和排气效果。旋片式真空泵结构紧凑,空间利用率大。但在整个工作过程,旋片顶端与缸体内壁一直贴合,摩擦大,致使真空泵温升速度快,噪音更高,可连续工作时长短,主要作为辅助真空源。同时旋片材料的耐磨性耐温性要求非常高,因此其制造成本也高。
     
    膜片式真空泵的膜片由一曲柄机构推动,该曲柄机构包含一个与驱动轴连接的偏心轮和一个推动膜片的推杆。膜片在推杆的推动作用下产生变形,其与泵体组成的工作腔的容积随膜片变形而变化,从而产生进气和排气效果。由于膜片与泵体之间没有相对运动,真空泵温升速度慢,寿命也因此更长。膜片式真空泵的噪音低,研发制造成本高,连续工作时长较长,质量体积较大,因此主要作独立泵使用,应用于中高档车型。
     
    三种结构形式的真空泵都具有各自的优缺点。但相比往复活塞式和旋片式真空泵,膜片式真空泵属于干式真空泵,其高密封性,长耐久性,以及振动小噪声低等特点较为突出。同时,往复活塞式真空泵和旋片式真空泵的运动形式较简单,得到了深入的研究和广泛的应用,而膜片式真空泵的工作过程中存在膜片的变形,运动形式很复杂,相关研究资料少。
     
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